นวัตกรรมด้านวัสดุและเทคโนโลยีการใช้พลังงานต่ำเป็นแรงขับเคลื่อนสำคัญของการเปลี่ยนแปลงในอุตสาหกรรม
ด้วยแรงผลักดันสองประการ ได้แก่ เป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอนระดับโลกและการตื่นตัวด้านสิ่งแวดล้อมของผู้บริโภค อุตสาหกรรมไมโครสวิตช์แบบสัมผัสกำลังเปลี่ยนแปลงไปสู่ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ผู้ผลิตตอบสนองต่อแนวทางนโยบายและความต้องการของตลาดอย่างแข็งขันผ่านนวัตกรรมด้านวัสดุ การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานต่ำ และการออกแบบที่สามารถรีไซเคิลได้ ซึ่งเร่งความก้าวหน้าของอุตสาหกรรมไปสู่การพัฒนาอย่างยั่งยืน
ด้วยแรงผลักดันทั้งจากนโยบายและกลไกตลาด ความต้องการด้านการปกป้องสิ่งแวดล้อมจึงกลายเป็นจุดสนใจหลักของอุตสาหกรรม
ตามแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 14 ด้านการประหยัดพลังงานและการพัฒนาอาคารสีเขียว ระบุว่า ภายในปี 2025 จีนจะดำเนินการปรับปรุงอาคารที่มีอยู่ให้ประหยัดพลังงานแล้วเสร็จ 350 ล้านตารางเมตร และก่อสร้างอาคารประหยัดพลังงานพิเศษกว่า 50 ล้านตารางเมตร เป้าหมายนี้ได้ผลักดันให้ทุกภาคส่วนในห่วงโซ่อุตสาหกรรมต้องเปลี่ยนแปลง และภาคส่วนชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ก็เช่นกัน แผนปฏิบัติการส่งเสริมการบริโภคสีเขียวที่ออกโดยคณะกรรมการพัฒนาและปฏิรูปแห่งชาติได้ชี้แจงเพิ่มเติมว่า ส่วนแบ่งการตลาดของผลิตภัณฑ์สีเขียวและคาร์บอนต่ำจำเป็นต้องเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ และการประหยัดพลังงานและการรักษาสิ่งแวดล้อมได้กลายเป็นตัวชี้วัดหลักสำหรับการสร้างนวัตกรรมขององค์กร
ในด้านตลาด ความต้องการของกลุ่มผู้บริโภครุ่นใหม่ที่มีต่อผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเพิ่มขึ้นอย่างมาก ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าผู้ใช้รถยนต์พลังงานใหม่ที่มีศักยภาพในกลุ่มคนรุ่นหลังปี 1980 และ 1990 มีจำนวนมากกว่าครึ่งหนึ่ง และอัตราการเติบโตของยอดขายเครื่องใช้ไฟฟ้าประหยัดพลังงานภายในบ้านสูงกว่า 100% แนวคิดการบริโภคที่ "ต้องการทั้งประสิทธิภาพและการรักษาสิ่งแวดล้อม" นี้ได้ผลักดันให้ผู้ผลิตบูรณาการการออกแบบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมตลอดวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์
นวัตกรรมวัสดุ
สวิตช์แบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ใช้หน้าสัมผัสโลหะและตัวเรือนพลาสติก ซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการสิ้นเปลืองทรัพยากรและมลภาวะ ปัจจุบัน ผู้ผลิตได้ก้าวข้ามข้อจำกัดนี้ไปได้แล้วด้วยการประยุกต์ใช้วัสดุใหม่ๆ:
1. วัสดุอิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหยุ่นและโพลิเมอร์นำไฟฟ้า: วัสดุแบบยืดหยุ่นช่วยให้สวิตช์สามารถปรับให้เข้ากับอุปกรณ์ที่มีพื้นผิวโค้ง ลดความซับซ้อนของโครงสร้าง โพลิเมอร์นำไฟฟ้าใช้แทนหน้าสัมผัสโลหะ ลดความเสี่ยงของการเกิดออกซิเดชันและยืดอายุการใช้งาน
2. วัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ: ตัวอย่างเช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบนาโนไตรโบอิเล็กทริกที่ทำจากผ้าฝ้าย ซึ่งพัฒนาโดยมหาวิทยาลัยสิ่งทอหวู่ฮั่น โดยใช้วัสดุหมุนเวียน เช่น ไคโตซานและกรดไฟติก ผสานคุณสมบัติหน่วงไฟและย่อยสลายได้ ทำให้เกิดแนวคิดใหม่สำหรับการออกแบบตัวเรือนสวิตช์
3. การออกแบบชิ้นส่วนที่รีไซเคิลได้: ไมโครสวิตช์แบบเหนี่ยวนำแม่เหล็กของ Jiuyou Microelectronics ลดการใช้โลหะด้วยโครงสร้างแบบไร้สัมผัส ทำให้ชิ้นส่วนถอดประกอบและรีไซเคิลได้ง่ายขึ้น และลดปริมาณขยะอิเล็กทรอนิกส์
เทคโนโลยีประหยัดพลังงาน
การใช้พลังงานเป็นตัวชี้วัดสำคัญด้านการรักษาสิ่งแวดล้อมสำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ยกตัวอย่างเช่น บริษัท Jiuyou Microelectronics สวิตช์ไมโครแบบเหนี่ยวนำแม่เหล็กของบริษัทนี้ใช้หลักการควบคุมด้วยแม่เหล็กแทนหน้าสัมผัสเชิงกลแบบดั้งเดิม ช่วยลดการใช้พลังงานลงมากกว่า 50% เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ เช่น บ้านอัจฉริยะ ช่วยยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ของอุปกรณ์ได้อย่างมาก ส่วนโซลูชันสวิตช์อัจฉริยะแบบใช้สายเดี่ยว Wi-Fi ที่เปิดตัวโดย Espressif Technology ใช้ชิป ESP32-C3 โดยมีการใช้พลังงานในโหมดสแตนด์บายเพียง 5μA ช่วยแก้ปัญหาไฟกระพริบที่เกิดจากการใช้พลังงานสูงในโซลูชันแบบดั้งเดิม
นอกจากนี้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบนาโนไตรโบอิเล็กทริก (TENG) ที่ตอบสนองต่อความร้อน ซึ่งพัฒนาโดยมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเทียนจิน สามารถเปลี่ยนโหมดการทำงานได้โดยอัตโนมัติตามอุณหภูมิแวดล้อม โดยเริ่มทำงานที่ 0℃ และปิดการทำงานที่ 60℃ ทำให้สามารถจัดสรรพลังงานตามความต้องการ และเป็นแรงบันดาลใจข้ามชาติสำหรับการพัฒนาสวิตช์อัจฉริยะและการประหยัดพลังงาน
การวิเคราะห์กรณีศึกษา
ไมโครสวิตช์แบบเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่บริษัท Jiuyou Microelectronics เปิดตัวในปี 2024 ถือเป็นกรณีศึกษาที่เป็นมาตรฐานในอุตสาหกรรม ข้อดีหลักๆ ของมันได้แก่:
การออกแบบแบบไร้สัมผัส: ด้วยการแทนที่การสัมผัสทางกายภาพด้วยหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก การสึกหรอจึงลดลง และอายุการใช้งานยาวนานขึ้นถึงสามเท่า
ความเข้ากันได้สูง: ขั้วต่อไฟฟ้าสามขาเข้ากันได้กับอุปกรณ์หลากหลายประเภท รองรับสถานการณ์ต่างๆ เช่น บ้านอัจฉริยะและระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม
ประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำ: ประหยัดพลังงานได้ถึง 60% เมื่อเทียบกับสวิตช์แบบดั้งเดิม ช่วยให้อุปกรณ์ปลายทางมีอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานขึ้น
เทคโนโลยีนี้ไม่เพียงแต่สอดคล้องกับมาตรฐานการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม RoHS ของสหภาพยุโรปเท่านั้น แต่ยังช่วยลดการพึ่งพาโลหะหายากและลดปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในห่วงโซ่อุปทาน ทำให้เป็นตัวอย่างที่ดีของการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
แนวโน้มในอนาคต
เนื่องจากระบบการรับรองปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง บริษัทต่างๆ จึงจำเป็นต้องนำแนวคิดการรักษาสิ่งแวดล้อมมาใช้ตลอดทั้งห่วงโซ่ ตั้งแต่การเลือกใช้วัสดุ การผลิต ไปจนถึงการรีไซเคิล ผู้เชี่ยวชาญแนะนำว่าควรใช้กลไกจูงใจ เช่น "เครดิตคาร์บอน" เพื่อส่งเสริมให้ผู้บริโภคเลือกใช้ผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น นวัตกรรมของบริษัทต่างๆ เช่น Jiuyou และ Espressif แสดงให้เห็นว่าการรักษาสิ่งแวดล้อมและประสิทธิภาพไม่ได้ขัดแย้งกัน ผลิตภัณฑ์ที่ใช้พลังงานต่ำ อายุการใช้งานยาวนาน และใช้งานร่วมกับอุปกรณ์ต่างๆ ได้ดี กำลังกลายเป็นที่นิยมในตลาดมากขึ้น
คาดการณ์ได้ว่า การปฏิวัติสีเขียวในอุตสาหกรรมไมโครสวิตช์แบบสัมผัสจะเร่งการแทรกซึมเข้าสู่ห่วงโซ่อุตสาหกรรมทั้งหมด ส่งเสริมอุตสาหกรรมการผลิตอิเล็กทรอนิกส์ไปสู่ "อนาคตปลอดคาร์บอน"
วันที่เผยแพร่: 29 เมษายน 2568
